大型快速温变试验箱的工作原理就是将高温和低温以设定的时间频率进行切换，让被检测样品能够在温度快速变化的情况下运行，检测样品在快速温变后发生的变化。检测样品在经受模拟温度变化的环境下，一些潜存在产品深处的问题都会慢慢暴露出来，比如材料问题、制作工艺的问题等。
大型快速温变试验箱冷循环均采用逆卡若循环，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。其过程如下：制冷剂经压缩机绝热压缩到较高的压力，消耗了功使排气温度升高，之后制冷剂经冷凝器等温地和四周介质进行热交换，将热量传给四周介质。后制冷剂经阀绝热膨胀做功，这时制冷剂温度降低。然后制冷剂通过蒸发器等温地从温度较高的物体吸热，使被冷却物体温度降低，如此循环周而复始，从而达到降温之目的。
大型快速温变试验箱的制冷系统：
1、低温制冷采用德国“谷轮”半封闭式压缩机机组（7.5匹×2）。其它制冷部件如美国RANCO、SPORLAN、瑞士“ALFALAVAL”、丹麦DANFOSS、意大利CAS、日本鹭宫等进口产品。高温级使用R404A，低温级使用R23环保型制冷剂。两级之间采用瑞典“阿法拉伐”板式交换器连接，蒸发冷凝器既作为高温级的蒸发器，又作为低温级的冷凝器。
2、为确保系统安全运行，在系统中需设置高低压控制、超压、过载等保护系统。同时为了监测系统运行情况，在高低压端均需设有高低压表监测系统运行情况。
3、制冷量调节采用分流法。
4、其它制冷部件均采用美国RANCO、SPORLAN、瑞士“ALFALAVAL”、丹麦DANFOSS、意大利CAS、日本鹭宫等进口产品。
